2 omre”no napajanje in elektriČni stroji · 2019-03-21 · osnovna shema proizvodnje, prenosa in...

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Omreno napajanje in električni stroji

57

2 OMRENO NAPAJANJE IN ELEKTRIČNI STROJI (soavtorstvo: Simon Konečnik, univ. dipl. in.)

2.1 INSTALACIJE V ELEKTROENERGETSKEM SISTEMU Naprave, ki za svoje delovanje potrebujejo električno energijo imenujemo električni potroniki ali

porabniki. Zvezo med virom in porabnikom lahko razdelimo v tri dele: • Mesto proizvodnje električne energije: tu imamo postrojenje, ki zajema generatorje,

transformatorje, naprave za lastno rabo ... • Električno omreje: slui za to, da povezuje vir električne energije z mestom porabe in • Mesto porabe električne energije: tu se pojavijo končni porabniki električne energije, ki so v

omreje vključeni preko električnih instalacij. Električne intalacije so naprave, ki nam omogočajo priključek električnega porabnika na

električno omreje. Kaj moramo narediti na tem, da so električne intalacije pravilno izvedene v smislu dobave el. energije in predvsem, da so varno izvedene pa je potrebno ire znanje s področja el. intalacij vključno s poznavanjem standardov in predpisov s tega področja.

Osnovna shema proizvodnje, prenosa in razdelitve električne energije do porabnikov

2.2 NAPAJALNI SISTEMI V NIZKONAPETOSTNIH OMREJIH

2.2.1 IZBIRA VODNIKOV ZA ELEKTRIČNE INSTALACIJE

Vodnike uporabljamo za prenos električne energije. Za prenos električne energije se zaradi ekonomsko tehničnih razlogov uporabljata predvsem baker in aluminij.

Baker je osnovna kovina v elektrotehniki in je za izolirane instalacijske vodnike in kable praktično nenadomestljiv. Ima ugodno specifično ohmsko upornost (ρ = 0,0175 Ωm ⋅10-6), prav tako ima ugodne mehanske karakteristike, saj je zelo ilav in trden ter odporen proti koroziji. Zaradi masovne uporabe so zaloge bakrove rude okrnjene, kar je povzročilo tudi razmeroma visoko ceno na svetovnem trgu.

Aluminij ima sicer nekoliko večjo specifično upornost (ρ = 0,028 Ωm ⋅10-6), vendar je izboljana tehnologija pridobivanja, razirjenost aluminijevih rud v naravi in sorazmerno nizka cena pripomogla k temu, da je aluminij danes osnovna kovina za gradnjo nadzemnih vodov srednjih in visokih napetosti.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Izbira in označevanje vodnikov

58

Ločimo dve osnovni skupini vodnikov: - gole (uporabljamo jih predvsem pri gradnji nadzemnih vodov in so v večini aluminijasti), - izolirane (uporabljamo jih predvsem za električne intalacije in energetske napeljave - v večini so

to bakreni vodniki).

Za področje električnih intalacij so pomembneji izolirani vodniki, ki jih delimo v dve skupini: - energetski izolirani vodniki in energetski kabli, - telekomunikacijski izolirani vodniki in telekomunikacijski kabli.

V tem poglavju bomo večjo pozornost namenili energetskim izoliranim vodnikom in kablom. Poglejmo si najprej njihove prereze, ki so standardizirani in znaajo:

0,5 mm2 10 mm2 120 mm2 0,75 mm2 16 mm2 150 mm2 1 mm2 25 mm2 185 mm2 1,5 mm2 35 mm2 240 mm2 2,5 mm2 50 mm2 300 mm2 4 mm2 70 mm2 400 mm2 6 mm2 95 mm2 500 mm2

Vodnike od 0,5 do 0,75 izdelujemo samo kot pramenaste, od 1 do 10 mm2 izdelujemo kot masivne

ali kot pramenaste, medtem ko vodnike nad 16 mm2 izdelujemo v obliki pramenastih vodnikov zaradi lajega polaganja in zmanjevanja vpliva skin efekta.

Izolacija instalacijskih vodnikov je običajno iz termoplastične mase, impregniranega papirja, svile, bombaa in podobno. Primeri termoplastičnih mas so:

- polivinilklorid (PVC), - polietilen (PE), - neopren, - silikon, - steklena vlakna - teflon itd.

Guma je kot izolacijski material vse manj pomembna, saj jo je skoraj popolnoma izpodrinil PVC. Postopek izolacije z gumo je postal predrag, ker je bilo potrebno baker prevleči s kositrom. Barve izoliranih vodnikov

Zaradi medsebojnega razpoznavanja il elektrričnih vodnikov uporabljamo različne standardizirane barve izolacijskih prevlek kot je prikazano v tabeli:.

Barva Kratica Namen

zeleno - rumena ze/ru začitni vodnik modra mo nevtralni vodnik črna čr fazni vodnik rjava rj fazni vodnik

Poznamo dve vrsti označevanja:

1. Zaznamovanje il večilnih izoliranih vodnikov za stalno poloitev in 2. Zaznamovanje il večilnih izoliranih vodnikov za prenosne električne naprave.


59

1. Barve il večilnih izoliranih vodnikov (kablov) za togo poloitev (nepremična napeljava):

t. il Napeljave z začitnim

vodnikom

Napeljave brez začitnega vodnika

2 ze/ru, čr čr,mo 3 ze/ru, čr,mo čr, mo, rj 4 ze/ru, čr, mo, rj čr, mo, rj, čr 5 ze/ru, čr, mo, rj, čr čr, mo, rj, čr, čr

6 in več ze/ru, ostale ile čr z natisnjeno t.

čr z natisnjeno t.

2. Barve il večilnih izoliranih vodnikov (kablov) za prenosne el. naprave (premična napeljava)

t. il Napeljave z začitnim

vodnikom

Napeljave brez začitnega vodnika

2 / rj, mo 3 ze/ru, rj ,mo čr, mo, rj 4 ze/ru, čr, mo, rj čr, mo, rj, čr 5 ze/ru, čr, mo, rj, čr čr, mo, rj, čr, čr

6 in več ze/ru, ostale ile čr z natisnjeno t

čr z natisnjeno t

Prerezi stalno poloenih izoliranih bakrenih vodnikov v el. instalacijah ne smejo biti manji od 1,5

mm2, izjema so le vodniki v stikalnih blokih, svetilkah, električnih gospodinjskih aparatih in drugih električnih aparatih.

2.2.2 SISTEM OZNAČEVANJA IN VRSTE NIZKONAPETOSTNIH OMREIJ

Oznake vodnikov: L1 1. faza L2 2. faza L3 3. faza

N nevtralni vodnik PE začitni vodnik PEN začitno nevtralni vodnik


60

Sistem označevanja NN omreij prikazuje slika:

Sistem označevanja NN omreij

Sisteme izmeničnih omreij ločujemo po izvedbi povezave nevtralne točke napajalnega

transformatorja (1. črka) in povezave električno vodljivih delov uporabnikih naprav (2. črka). 1. črka je lahko: T neposredno povezava z zemljo v eni točki, najpogosteje nevtralno točko

transformatorja (T - terre), I vsi vodniki pod napetostjo (vtevi N vodnik) so izolirani glede na zemljo ali pa je

ena točka povezana z zemljo preko impedance (I - isole). 2. črka je lahko: T neposredno ozemljeni prevodni deli el. naprav, N neposredna električna povezava izpostavljenih prevodnih delov z ozemljeno točko

napajanega sistema, najpogosteje nevtralna točka transformatorja (N - neutral). Glede na zdruevanje oziroma ločevanje funkcije nevtralnega in začitnega vodnika ločimo e

dodatni oznaki: S nevtralna in začitna funkcija je izvedena s posebnima (ločenima) vodnikoma PE

in N, C nevtralna in začitna funkcija je zdruena v enem vodniku (PEN vodniku). Glede na način ozemljitve razlikujemo naslednje sisteme napajalnih omreij:

1. TN sistem, ki je lahko: a) TN-S b) TN-C-S c) TN-C 2. TT in 3. IT sistem

TN sistem

Ena točka sistema je neposredno ozemljena; izpostavljeni prevodni deli električnih naprav so povezani preko začitnega PEN vodnika s to točko. Po stareji terminologiji je to sistem, v katerem se je izvajal začitni ukrep ničenja.

Ta sistem se uporablja v industriji, stanovanjskih in poslovnih prostorih.

L1L2L3

Porabnik

1. ČRKA 2. ČRKA


61

TN-S sistem

Funkciji nevtralnega in začitnega vodnika sta ločeni v celotnem sistemu na nevtralni N in začitni PE vodnik. Poleg teh dveh vodnikov nastopajo v sistemu e fazni (L) vodniki.

V enofaznih tokokrogih imamo 3 - ilni, v trifaznih pa 5 - ilni sistem.

TN-C sistem

Funkciji nevtralnega in začitnega vodnika sta zdrueni v celotnem sistemu v en PEN vodnik.

Opraviti imamo torej z dvo oziroma tiriilnim sistemom.

TN-C-S sistem

Tu imamo kombinacijo obeh predhodnih sistemov. Nevtralni in začitni vodnik sta v delu omreja zdruena, v drugem pa ločena. Velja pomembno dejstvo, da iz TN-C sistema lahko preidemo v TN-C-S sistem, medtem, ko obratna pot ni dovoljena. Povedano drugače: po ločitvi PEN vodnika na PE in N vodnik le teh ni več dovoljeno zdruiti v PEN vodnik, ker je s tem moteno pravilno delovanje FI stikal.

TT sistem

Ena točka sistema je neposredno ozemljena, izpostavljeni prevodni deli električnih naprav pa so tudi vezani na ozemljilo, ki je ločeno od obratovalnega ozemljila. Po stari terminologiji ustreza ukrepom: začitna ozemljitev, začita s tokovnim in napetostnim začitnim stikalom .

Ta sistem se uporablja v kmetijstvu, na gradbičih, vse pogosteje pa stanovanjskih in poslovnih zgradbah.

IT sistem

Med aktivnimi vodniki omreja in zemljo ni neposredne povezave. Izpostavljeni prevodni deli električnih naprav so ozemljeni (po stari terminologiji: sistem začitnih vodnikov).

Ta sistem se uporablja v rudnikih, kemični industriji, elektrarnah ipd.

Legenda

obratovalno ozemljilo izpostavljeni prevodni del impedanca

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Izvedbe varovanja in začite naprav

62

2.3 IZVEDBE VAROVANJA ELEKTRIČNIH INSTALACIJ IN NAPRAV TER ZAČITA LJUDI PRED ELEKTRIČNIM UDAROM

Električne razdelilna naprave so sestavljene iz transformatorjev, kablov (vodnikov), stikalnih

naprav in porabnikov. Naa elja je doseči čim varneje in gospodarneje obratovanje celotnega sistema brez motenj.

Vsaka naprava obratuje z določeno nazivno močjo in če jo prekoračimo, skrajamo ivljenjsko dobo te naprave. Naprave ogroajo predvsem preobremenilni tokovi in tokovi kratkih stikov. Kratki stiki so nevarneji, saj poleg naprave ogroajo tudi ivljenje uporabnikov. ivljenje uporabnikov ogroajo tudi el. preboji na el. prevodna ohija, ki so posledica slabe izolacije.

2.3.1 VAROVALKE

Varovalke so zelo pomembne začitne naprave, ki varujejo omreja, intalacije in porabnike pred kratkostičnimi tokovi in tokovi preobremenitev.

Predpisi nam definirajo, kdaj in pri katerem toku mora varovalka prekiniti tokokrog. To je določeno z izklopno karakteristiko varovalke (na sliki 8).

Pri dimenzioniranju varovalk so pomembni naslednji elementi:

- nazivni tok porabnika, - začita vodnika oz. kabla, - tok kratkega stika na mestu vgradnje varovalke, - selektivnost.

Izklopna karakteristika taljive varovalke

Selektivnost varovanja pomeni takno dimenzioniranje varovalk, da se ob okvari najprej aktivira

varovalka, ki je najblija mestu okvare. Da doseemo čim boljo selektivnost, je potrebno zaporedno vezane varovalke določiti tako, da se vloki razlikujejo za dve tokovni stopnji (npr. 25 A .16A).

Splona navodila pri uporabi varovalk: • glavne varovalke se postavijo takoj na vhodu napajalnega vodnika v objekt, • na začetku vsakega neozemljenega vodnika, • pri spremembi preseka vodnika, • pri odcepih vodnika, ko je presek odcepa manji, • pri uporabi paralelnih vodnikov jih vgradimo v vsak vodnik, • pri talilnih varovalkah se porabnik vedno priključi na navoj varovalke.

Varovanje ni dovoljeno za: • vodnike, ki so ozemljeni s pogonskim ozemljilom, • nevtralne vodnike, • vodnike s spremembo preseka in odcepu, ki je kraji od 1 m.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Komponente za varovanje tokokrogov

63

Splone zahteve dopustnih obremenitev vodov:

Ib < In < Iz in I2 < 1,45 . Iz

b obratovalni tok (A)

n nazivni tok začitne naprave (A)

z trajni zdrni tok vodnika - dovoljeni tok obremenitve (A)

2 zgornji preizkusni tok začitne naprave (A)

Osnovni skupini varovalk: - taljive varovalke (neozed - DO, diazed - D, visokoučinkovne taljive varovalke - NV), - intalacijski odklopniki - avtomatske varovalke (B, C in D tip).

Taljive varovalke

Taljive varovalke so s prihodom intalacijskih odklopnikov na nekaterih področjih uporabe (npr. stanovanjski prostori) skorajda neuporabljive. Odločilne slabosti so:

- talilni element je le za enkratno uporabo, - prekinjajo le enopolno, - niso primerne za vklapljanje pod bremenom, - ne omogočajo blokade, - prekinitev signalizirajo le optično in delo z njimi ni dovolj varno.

Poleg slabosti imajo tudi pomembne prednosti: - velika kratkostična zmogljivost, - so hitre, - preprosta izvedba.

a) DO varovalke Namenjene so varovanju intalacijskih tokokrogov izmeničnih napetosti do 400 V in enosmernih

do 250 V. Poznamo tri izvedbe:

- DO 1 za tokove 2, 4, 6, 10 in 16 A, - DO 2 za tokove 20, 25, 35, 50 in 63 A ter - DO 3 za tokove 80 in 100 A.

Varovalke so sestavljene iz: kape, talilnega vloka (patrone), velikostnega obroča in ohija

Sestava neozed - DO varovalke

Kapa Taljivi vloek Velikostni obroč Podstavek


64

Ključni del varovalke je talilni vloek ali patrona. V patroni je talilni element, poleg tega pa je namečena e kontrolna ica, ki se končuje v kontaktni kapici s kontrolno značko. Ob prekinitvi talilnega elementa se prekine tudi kontrolna ica in značka odpade. Kot polnilo uporabljamo kremenčev pesek, ki ob stalitvi izdatno ohlaja oblok. Zaradi lajega razpoznavanja so značke talilnih vlokov različno obarvane. Najpogosteje varovalke so 6 A - zelena, 10 A - rdeča, 16 A - siva, 20 A - modra, 25 A - rumena.

Te varovalke niso primerne v industrijskih pogojih obratovanja in podobnih instalacijah, imajo pa prednosti v prihranku prostora in manji tei.

b) D varovalke Namenjene so tako kot neozed varovalke varovanju instalacijskih tokokrogov. Gradijo se za

napetosti do 500 V ( v posebnih izvedbah tudi za 660 ali 690, 750 in 900V) in tokove do 200 A. Za razliko od DO varovalke ima D izvedba namesto velikostnega obroča velikostni vloek, skozi katerega teče tok varovalke.

Poznamo tiri izvedbe, in sicer:

• D II za tokove 2, 4, 6, 10, 16, 20 in 25 A, • D III za tokove 35, 50 in 63 A, • D IV za tokove 125, 160 in 200 A.

Varovalke tipa D so tiridelne, sestavljene iz kape, talilnega vloka (patrone), velikostnega vloka in podstavka.

Kapa Taljivi vloek Velikostni

vloek Podstavek

Sestava diazed D varovalke

Te varovalke so podobne varovalkam DO in jih lahko zaradi njihove univerzalnosti uporabljamo za hitre ali počasne izklopne karakteristike pri začiti elektrointalacijskih, signalnih in krmilnih tokokrogov ter za začito tokokrogov elektromotorjev. Stopnja izolacije dovoljuje uporabo v industrijskih in podobnih instalacijah.


65

c) NV varovalke Visokoučinkovne taljive varovalke NV izdelujejo za izmenične napetosti 500 in 660 V, tokove od

2 do 1250 A in imajo kratkostične zmogljivosti nad 100 kA. Sestavlja jih podnoje in taljivi element ali patrona. Namenjene so za izklapljanje velikih tokov zaradi preobremenitve in kratkih stikov. Sama konstrukcija je zasnovana tako, da omogoča čim bolje hlajenje. Največ se uporabljajo v industrijskih in javnih distribucijskih mreah ter kot glavne varovalke v stanovanjskih in podobnih prostorih. Zamenjava patron je dovoljena le pooblačenim osebam.

Varovalni

vloek

1- polni podstavek

1- polni podstavek

3- polni podstavek

3- polni podstavek

Sestava NV varovalke

Karakteristike NV varovalk


66

2.3.2 INSTALACIJSKI ODKLOPNIKI

Intalacijski odklopniki so iz tokokrogov nizkonapetostnih intalacij v zgradbah skoraj povsem izrinili običajne varovalke. Njihov namen je začita vodov in porabnikov pred preobremenitvami in kratkimi stiki. Grajeni so kot enopolni (napetost 230/400 V) in večpolni (napetost 400 V) elementi.

Intalacijski odklopniki vsebujejo dva spronika: elektromagnetnega in termičnega. Prvi deluje na principu elektromagnetne sile, ki izklaplja kratkostične tokove. Termični spronik pa ima za svojo osnovo bimetalni trak, ki se segreje in s tem odkloni v primeru preobremenitve. Oba spronika sta tovarniko nastavljena in jih kasneje nimamo več monosti nastavljati.

Odklopniki so izdelani za naslednje tipične nazivne tokove: 6 - 10 - 13 - 16 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 - 80 - 100 - 125 A (pri nas le do 32 A). Nekateri proizvajalci ponujajo poleg standardnih e naslednje vrednosti nazivnih tokov: 0,1 - 0,5 - 1 - 1,6 - 2 - 3 - 4 - 8 A

Glede na izklopne karakteristike uporabljamo dve izvedbi: - B - tip, namenjen predvsem začiti instalacijskih vodov, - C - tip, namenjen predvsem začiti instalacijskih vodov in porabnikov z večjimi zagonski-mi

tokovi (elektromotorji, skupine svetilk) in - D - tip, namenjen predvsem začiti porabnikov z zelo velikimi vklopnimi tokovi (magnetni ventili,

transformatorji, večje kapacitivnosti).

Bimetalni sproniki morajo za vse tipe varovalk proiti znotraj mej (1,13 - 1,45). In, elektromagnetni pa:

- B tip: (3 - 5). In - C tip: (5 - 10). In - D tip: (10 - 20). In

Izklopna karakteristika mora biti čim bolj prirejena obremenilni karakteristiki za vodnik, izoliran s PVC izolacijo. Iz je dopustni trajni tok vodnika, ki je odvisen predvsem od preseka vodnika in od načina poloitve intalacije. Dobimo ga iz tabel.

Prav tako so pri obravnavi instalacijskih

odklopnikov pomembne izklopne karakteristike instalacijskih odklopnikov za B, C in D tip. Iz njih lahko določimo kratkostični (odklopni) tok pri npr. B 16 odklopniku. Prav tako lahko določimo tok preobremenitve v odvisnosti od časa, pri katerem bo posamezen odklopnik zanesljivo izklopil.

Izklopilne karakteristike B,C in D


67

2.3.3 TOKOVNA ZAČITNA STIKALA RCD (FI)

Tokovna začitna stikala FID (Fuse, I-el. tok, D-diferntial) so začitna stikala, ki odklopijo tokokrog, če okvarni tokokrog presee določeno vrednost toka. Z njimi je mogoče izvesti naslednje začitne ukrepe:

a) začita pri posrednem dotiku, b)začita pred poari in c) dodatna začita pri neposrednem dotiku. Pomembno je vedeti, da običajna RCD začitna stikala nimajo vgrajene niti preobremenitvene, niti

kratkostične začite. Pred RCD stikalom mora biti vgrajena varovalka za začito stikala pred kratkim stikom in mora biti izbrana tako, da ob upotevanju faktorja istočasnosti ni preseen nazivni tok stikala.

Delovanje FID stikal

Če obratovalni tok električnega porabnika vodimo skozi porabnik preko tokovnega setevalnega transformatorja, je v normalnem obratovalnem stanju vstopni tok I1 enak izstopnemu I2. V transformatorju se pojavita dve enaki in nasprotni inducirani napetosti kot posledica tokov I1 in I2. Končne inducirane napetosti v transformatorju zaradi izničevalnega učinka ni. Če se na porabniku pojavi okvara, katere posledica je dovolj velik okvarni tok I∆, se pojavi v

tokovnem setevalnem transformatorju inducirana napetost, ki poene proilni tok skozi navitje, ki z ustvarjenim magnetnim poljem pritegne kotvo, ta pa izklopi stikalo. Tok I∆ transformator občuti kot diferenčni tok in je posledica okvare v izolaciji. Ta tok steče preko prevodnega ohija in začitnega vodnika v zemljo.

Princip je zelo podoben pri trifazni izvedbi stikala.

Shematski način delovanja RCD stikala in glavni sestavni deli stikala


68

Pogoj za delovanje FI stikal Na ozemljitveni upornosti porabnika RA tok I∆ ne sme preseči dovoljenega padca napetosti UL (50

oz. 25 V). Ozemljitvena upornost je določena po ohmovem zakonu in mora znaati:

RUIA

L

n≤

∆

V enačbi pomeni I∆n nazivni diferenčni tok RCD stikala, ki je tovarniko določen. To je tisti

najmanji tok okvare, pri katerem bo RCD stikalo e zanesljivo izklopilo.

Izvedbe FID stikal Ločimo jih po:

- tevilu polov (2 in 4 polno stikalo), - nazivnih tokovih (16, 25, 40, 63, 80, 100, 125 in 160 A), - nazivnih diferenčnih tokovih (10, 30, 100, 300 in 500 mA), - nazivna kratkostična trdnost (3000, 6000 in 10 000 A).

Pogled na tripolno in enopolno izvedbo RCD stikala

Pravila za pravilno delovanje FI stikal:

- upotevanje predpisov za izvajanje električnih instalacij, - pri intalacijah irega obsega ne smemo čititi le z enim RCD stikalom, ker imajo sicer neoporečni

aparati določene izolacijske tokove, ki so intenzivneje s staranjem izolacije in pri večjem tevilu takih porabnikov so to dejansko diferenčni tokovi, ki lahko povzročajo nezaelene odklope RCD stikal,

- vse vodnike, ki so potrebni za obratovanje naprave, fazne in nevtralnega, je treba voditi skozi RCD stikalo,

- nevtralni vodnik za RCD stikalom mora biti ravno tako izoliran proti zemlji kot fazni vodniki, - vsi izpostavljeni prevodni deli morajo biti povezani z začitnim vodnikom (ozemljeni), - izpolnjevati moramo pogoj ozemljitvene upornosti, - pred pričetkom obratovanja mora izvajalec s preskusom ugotoviti dejansko ločenost nevtralnega in

začitnega vodnika in izmeriti ozemljitveno upornost, - uporabnik mora občasno (mesečno) preveriti delovanje RCD stikala preko tipke za preizkus

stikala.


69

2.3.4 TARIFNI ODKLOPNIKI (LIMITATORJI)

Limitator je električni začitni aparat, v katerem so zdruene naslednje funkcije: - omejevanje trenutne angairane moči in s tem tudi začita pred preobremenitvijo, - začita pred kratkimi stiki (izklopna zmogljivost do 6 kA), - začita pred električnim udarom z napravo za diferenčni tok (velja za nekatere tipe).

Izgled limitatorja

Izklopna karakteristika je grafično prikazana na sliki. Prilagojena je zahtevam elektrogospodarstva.

Glavni tarifni odklopniki imajo monost nastavitve nazivnega toka v nazivnem območju stopenjsko z monostjo plombiranja nastavljene vrednosti.

Uporabljajo se za moči od 1 - 36 kW in tokove 10 - 63 A in nazivni diferenčni tok 0,5 A.

Predhodna talilna varovalka ni potrebna, če pričakovani kratkostični tok ne bo presegel 6 kA.

Glavni tarifni odklopniki, ki zdruujejo vse tri funkcije, so primerni predvsem za nove elektroenergetske priključke. Predvidena je montaa v priključno omarico z vgrajenim gumbom za vklop na njenih vratih. Tarifne odklopnike brez diferenčne začite namečamo tam, kjer je v intalaciji diferenčna začita e predvidena z stikali za diferenčno tokovno začito.

Naprava za diferenčni tok v odklopniku je začitena pred nezaelenimi izklopi, ki bi lahko bili

posledica prenapetosti (atmosferska praznjenja, stikalne manipulacije) ter raznih stikalnih uhajavih tokov kapacitivne narave.

Priporočljiva temperatura okolice naj bi znaala med -5 in +40 °C. Odstopanje bi lahko povzročilo nepravilno delovanje termičnega spronika.

2.3.5 MOTORSKA ZAČITNA STIKALA

Motorsko začitno stikalo (MPC) je tripolno nizkonapetostno močnostno stikalo, ki ga uporabljamo za začito elektromotorjev pred različnimi preobremenitvami. Pogosto pa ga uporabljamo tudi za ročno vklapljanje in izklapljanje elektromotorjev pod obremenitvijo. V MPC so vgrajeni posebni začitni elementi, ki čitijo motor pred preobremenitvami, kratkimi stiki in pred posledicami prenizke napetosti. Izklop, ki ga povzroči eden od teh začitnih organov je v vseh polih istočasen.

Opis začitnih organov: • termični (bimetalni) sproilnik deluje v obočju 2 x In in je vgrajen v vse tri fazne vodnike, pri čemer velja poudariti, da je fazni tok nastavljiv,

• magnetni sproilnik (elektromagnet) je zaradi visokih vklopnih tokov elektromotorjev nastavljen na delovanje v območju med 11 . In in 14 . In ter je vgrajen v vse tri fazne vodnike,

• podnapetostni sproilnik je izveden v obliki dodatnega aparata, ki je prigrajen osnovnemu aparatu in čiti motor pred kodljivimi posledicami prekomernega znianja ali celo prekinitve napetosti.


70

Izgled sodobnega MPC

Vezalna shema MPC

Pomembno je e poudariti, da v primeru, ko na mestu vgraditve MCP - ja pričakujemo večjo kratkostično moč, kot je nazivna izklopna zmogljivost naega aparata. Takrat je potrebno predenj v vsaki fazi vgraditi ustrezne začitne varovalke, ki varujejo aparat in motor pred neugodnimi učinki kratkostičnih tokov. Za pomoč pri izbiri pravilne začite izbranega motorja posamezni proizvajalci MPC - jev podajajo tabele, ki na kratek in jasen način pokaejo, kako najhitreje izberemo pravo motorsko začitno stikalo. Primer takne tabele vidimo v nadaljevanju.


71

MCP - izbor za trifazne elektromotorje 3 - fazni motor

230 v Pn (kW) 3 - fazni motor

400 v Pn (kW) 3 - fazni motor

660 v Pn (kW) Tokovno

območje MCP (A) Oznaka MCP

- 0,02 - 0,10 - 0,16 MCP - 0,16 /XX

- 0,04 - 0,16 - 0,25 MCP - 0,25 /XX

- 0,06 - 0,09 - 0,25 - 0,40 MCP - 0,4 /XX 0,06 0,12 0,25 0,40 - 0,60 MCP - 0,6 /XX 0,12 0,18 - 0,25 0,55 0,60 - 1,00 MCP - 1,0 /XX 0,25 0,37 - 0,55 1,1 1,0 - 1,6 MCP - 1,6 /XX 0,37 0,75 1,5 1,6 - 2,5 MCP - 2,5 /XX 0,75 1,1 - 1,5 2,2 2,5 - 4,0 MCP - 4 /XX 1,5 2,2 3,7 4,0 - 6,0 MCP - 6 /XX 2,2 3,7 7,5 6,0 - 10,0 MCP - 10 /XX 3,7 5,5 - 7,5 11 10 - 16 MCP - 16 /XX 5,5 10 15 16 - 20 MCP - 20 /XX 7,5 11 - 12,5 18,5 20 - 25 MCP - 25 /XX

Bimetalni releji

To so naprave, ki v kombinaciji s kontaktorjem varujejo motor pred tokovnimi preobremenitvami pri zagonu in med obratovanjem. Uporabljajo se za pravočasni izklop pri:

- tokovni obremenitvi zaradi prenizke napetosti, - blokiranju rotorja, - znianju frekvence napajalne napetosti, - izpadu ene faze, - prepogostih vklopih (do 50 vklopov na uro).

Bimetalni releji so grajeni tako, da lahko izberemo proenje krmilnih kontaktojev s samozaporo ali

avtomatičnim preklopom. Samozapora blokira rele in tako preprečuje ponovni avtomatski vklop po ohladitvi. Rele se deblokira z vgrajeno tipko.

Različne izvedbe bimetalnih relejev

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Izvedbe začite naprav pred zunanjimi vplivi

72

2.4 ZAČITA ELEKTRIČNIH NAPRAV PRED ZUNANJIMI VPLIVI

Ker je s mehansko konstrukcijo električnih naprav zagotovljena tudi začita pred neposrednim dotikom z električnim tokom, si pred nadaljevanjem poglejmo stopnjo začite IP. Stopnje začite podrobno obravnavajo standardi IEC 529 in DIN 40 050, ki poleg razvrstitve aparatov in dodatkov za povečanje začite določajo tudi način preverjanja posameznih deklariranih stopenj.

Način označevanja je, da za črkama IP (International Protection) sledita e dve tevilki. Prva tevilka podaja stopnjo začite pred vdorom tujih teles (predmetov), druga tevilka pa stopnjo začite pred vdorom vode. Če se podaja le ena od začit, se manjkajoča tevilka nadomesti s črko X. Različne izvedbe tovrstne začite podaja sledeča tabela:

Prva tevilka

Začita pred vdorom tujih teles in stopnja začite pred dotikom nevarnih delov

Druga tevilka

Začita pred vdorom vode s kodljivim vplivom

0 nikakrna začita pred vdorom tujih predmetov

0 nikakrna začita

1 začita pred vdorom predmetov s premerom nad 50 mm; dotik z roko do nevarnih delov ni mogoč

1 začita pred navpično padajočimi vodnimi kapljicami

2 začita pred vdorom srednje velikih predmetov, s premerom nad 12 mm, dotik s prstom ni mogoč

2 začita pred vodnimi kapljicami, če je okrov nagnjen za 15°; dopusten vdor omejene količine vode

3 začita pred vdorom predmetov s premerom nad 2,5 mm dotik z običajnimi orodji ni mogoč

3 začita pred brizgajočo vodo do kota 60° glede na navpično os; dopusten vdor omejene količine vode

4 začita pred vdorom predmetov s premerom nad 1 mm; začita pred dotikom z ico

4 začita proti brizgajoči vodi iz vseh smeri; dopusten vdor omejene količine vode

5 začita pred čezmernim kopičenjem prahu (vdrta količina prahu e ni kodljiva); začita pred dotikom z ico

5 začita proti vodnemu curku iz vseh smeri; dopusten vdor omejene količine vode

6 popolna začita pred vdorom prahu; začita pred dotikom z ico

6 začita proti močnejemu vodnemu curku iz vseh smeri (npr. na krovu ladij); dopusten vdor omejene količine vode

7 začita proti vdoru vode pri občasni potopitvi v globino od 15 do 100 cm

8 začita proti vdoru vode pri trajnem obratovanju pod vodo

Standardi na tem področju predvidevajo tudi dodatne črke. Te črke se uporabljajo samo:

- če je dejanska stopnja začite pred dotikom nevarnih delov večja, kot je podano s prvo tevilko, ali - če je potrebno podati le stopnjo začite pred dotikom nevarnih delov, sicer pa je prva tevilka

nadomečena s črko X (začita pred vdorom tujih predmetov ni podana)

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Osnove načrtovanja razsvetljave

73

2.5 OSNOVNI POJMI IN VEZJA PRI NAČRTOVANJE RAZSVETLJAVE 2.5.1 NARAVNA IN UMETNA SVETLOBA

Popoln primer naravnega telesa, ki seva je sonce. Sonce seva do neskončnih valovnih dolin,

človek pa vidi le ozko območje od 400 do 760 nm. Posamezna sevanja znotraj vidnega spektra vidimo kot barve. 400 nm ustreza vijolični barvi, 760 nm ustreza rdeči, največjo občutljivost za človekovo oko pa doseemo pri 555 nm, kar ustreza rumeno-zeleni barvi.

Danes pridobivamo umetno svetlobo z uporabo elektrike na dva načina. a) termično izarevanje Vsako telo, ki ima vijo temperaturo, kot okolica, seva energijo. Intenzivnost je odvisna samo od

lastnosti povrine telesa in njegove temperature. Največjo emisijsko zmonost pri določeni temperaturi ima absolutno črno telo.

Umetni svetlobni viri, ki sevajo termično, so arnice z arilno nitko. b) luminescenčno sevanje Luminesenčno sevanje je sploen izraz za pojav svetlobnega sevanja pri razelektrenju v plinih in

kovinskih parah. Nastane tako, da sta v stekleni cevi vtaljeni dve elektrodi, cev pa je napolnjena z neaktivnim plinom. Z vianjem napetosti na elektrodah pride do pospeenega gibanja prostih elektronov in tako do ionizacije plina. Svetloba bo nastala zaradi spremembe energijskega nivoja elektrona v atomu. Kasneja obratovalna napetost je nija od vigne.

Obstajajo tudi druge vrste sevanja, radijoluminiscenca v televizijskih katodnih ceveh, elektroluminiscenca kristala diode LED, pa tudi fotoluminiscenca kresničke izzvana s kemično reakcijo.

Umetni svetlobni viri, ki sevajo luminescenčno, so sijalke. Fotometrija

Da bi lahko svetlobo merili in primerjali učinke posameznih svetil, uporabljamo v svetlobni tehniki določene veličine, ki jih skupno pojmujemo z izrazom fotometrija.

a) Svetlobni tok: je celotna oddana moč svetlobnega vira, ki jo človekovo oko občuti kot

svetlobo:

φ =Qt

(lumen - lm)

Q - mnoina svetlobe (lm) t - čas sevanja (s) b) Prostorski kot: je del prostora, ki ga oklepa plač stočastega ali piramidastega izseka krogle s

polmerom r. Velikost prostorskega kota je dana s povrino osnovne ploskve A, ki lei na povrini krogle, v katere srediču je točkasti vir svetlobe, in kvadratom polmera krogle r:

ω =Ar2 (steradian - sr)

c) Svetilnost: je gostota svetlobnega toka φ, ki ga vir izseva v dani element prostorskega kota ω:

I =φω

(candela - cd)


74

d) Osvetljenost: je povprečni svetlobni tok φ, ki pade na povrino A v neki razdalji od svetila:

EA

=φ

(lux - lx)

En lux je osvetljenost povrine 1 m2, na katero pada enakomerno porazdeljen svetlobni tok enega lumna.

EA

Ir

Ir

= =⋅⋅

=φ ω

ω2 2

Zadnja enačba nam pove, da osvetljenost pada s kvadratom oddaljenosti od svetlobnega vira. Človek potrebuje za razna opravila osvetljenost od 3 do 5000 lx. e) Svetlost: je edina svetlobno tehnična veličina, ki jo oko direktno zaznava. Označuje

intenzivnost proizvedene ali odbite svetlobe od neke povrine. Z njo ocenjujemo blečanje.

LI

Ayy=

⋅ cosγ (cd/m2)

Svetlost svetleče povrine

f) Svetlobni izkoristek: je razmerje med oddajnim svetlobnim tokom in prejeto električno močjo:

ξφ

=P

(lm/W)

g) Izkoristek razsvetljave: je razmerje med koristnim svetlobnim tokom φk, ki je padel na

delovno povrino in celotnim oddanim svetlobnim tokom φc svetila:

ηφφ

= k

c


75

Potrebni svetlobni tok na neki ploskvi določimo:

φη

=⋅E A

(lm)

Fotometrične veličine

h) Indeks barvnega videza Ra: varira od 0 do 100 in pove, koliko je neko svetilo sposobno

povrniti barvni videz različnih odtenkov barv. Maksimalni indeks Ra =100 ustreza naravni beli svetlobi.

2.5.2 IZDELAVA VEZIJ ZA RAZSVETLJAVO Vezja za razsvetljavo so najpogosteje izvedena z nizko napetostjo 230 V/50 Hz, izjemoma tudi z

malo napetostjo oziroma enosmernim tokom. Praviloma jih varujemo z varovalkami 6 oz. 10 A. Izvajamo jih lahko kot podometna, nadometna ali kot vgraditev v določene aparate in naprave.

Pri izdelavi vezij za razsvetljavo so e vedno v ospredju klasične električne intalacije z ročnimi stikali, ki so glede na vezavo lahko enopolna, serijska, menjalna in krina.

V zadnjem času pa je zelo opazen prodor stikal na samodejni vklop ali senzorskih stikal (najpogosteje z IR senzorjem premika in senzorjem osvetljenosti), ki sem jih e omenil v 6. poglavju.

Prav tako so vedno bolj opazni daljinski vklopi svetilk preko IR daljinskega upravljavca, kar se je predvsem uveljavilo na področju vklapljanja fluorescenčnih svetilk z sodobnimi elektronskimi predstikalnimi napravami. Omenjeni monosti vklapljanja svetilk nudita v odvisnosti od situacij veliko monosti, same tehnične reitve vklapljanja pa so pri različnih proizvajalcih pogosto precej različne, zato se v nadaljevanju tej problematiki ne bomo posvetili.


76

Značilne vezave klasičnih instalacijskih stikov za razsvetljavo

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Značilnosti električnih strojev

77

2.6 ZNAČILNOSTI IN VRSTE ELEKTRIČNIH STROJEV

Različni stroji pretvarjajo eno obliko energije v drugo. Rotacijski električni stroji so naprave, ki pretvarjajo mehansko energijo v električno ali obratno. Za rotacijske električne stroje tudi velja, da so reverzibilni, kar pomeni, da lahko obratujejo kot elektromotorji ali generatorji. Transformator kot mirujoči stroj pretvarja električno energijo nazaj v električno. Razpololjiva električna energija se potem lahko pretvarja v kemično, toplotno, svetlobno in e druge oblike energije.

2.6.1 TRANSFORMATOR 2.6.1.1 Splono o transformatorju

Transformator je električni stroj, ki spreminja električno energijo v električno. Deluje na principu statične elektromagnetne indukcije, torej indukcije na principu spremembe magnetnega polja. Torej je transformator naprava, ki lahko transformira samo izmenične električne veličine. Električno moč, ki jo na vhodu v transformator vloimo, jo dobimo tudi na izstopu transformatorja, če njegove izgube zanemarimo. Moč je na obeh straneh enaka, razlikujeta se lahko samo napetost in tok.

Pojasnitev energijskega pretoka pri transformatorju

Sestava transformatorja

Glavni sestavni deli transformatorja so: AKTIVNI DELI:

• ELEZNO JEDRO: Sestavljeno je iz Fe transformatorske pločevine in je lamelirano. Lamele so med seboj izolirane, s čimer zmanjujemo nastanek vrtinčnih tokov. Jedro se sestoji iz stebrov, ki nosijo navitja in dveh ali več jarmov, ki povezujejo stebre in omogočajo pot magnetnemu pretoku. Pločevina se proizvaja v obliki ploč ali traku. Večinoma uporabljamo visoko legirano pločevino debeline 0,35 mm, za manje transformatorje pa 0,5 mm.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Splono o transformatorjih

78

Zlaganje lamel jedra za trifazni transformator za distribucijo električne emergije

• NAVITJA: Glede na smer pretakanja energije poznamo primarna in sekundarna navitja,

glede na viino napetosti pa visokonapetostna in nizkonapetostna navitja. Glede na namestitev tuljav na stebre ločimo:

VN NN

VN

NNizolacija

VNNN

CILINDRIČNO NAVITJE:

VN in NN navitje sta name-

čena na enakem stebru. NN

navitje je ob stebru, ker ga lae izoliramo.

PLOČATO NAVITJE:

Zaradi boljega hlajenja

razdelimo VN in NN tu-

ljavice na več delov.

MEANO NAVITJE: Je kombinacija prejnjih

dveh navitij.

Izvedba navitij transformatorja

PASIVNI DELI: • kotel s pokrovom, • priključne sponke s skoznjiki, napisna ploča, • konzervator, • začita (Bucholzov rele, diferenčna začita).

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Splono o transformatorjih

79

Delovanje transformatorja v praznem teku

N1 N2U1

I10

E1 E2

12Φ

1Φ

Shema delovanja transformatorja v praznem teku Ko na primarno navitje priključimo sinusno izmenično napetost, poene ta skozi primarno navitje

izmenični tok Im, ki skupaj z ovoji povzroči magnetni pretok Φ. Tok Im je zelo majhen in znaa (2 - 4) % nazivnega toka. Magnetni pretok se sklepa po celotnem jedru in skozi oba navitja. Zaradi spreminjajočega se magnetnega pretoka se v primarnem navitju N1 inducira napetost:

E f N1 14 44= ⋅ ⋅ ⋅, Φ Magnetni pretok je ravno toliken, da je priključna napetost U1 enaka primarni inducirani napetosti

E1, kar velja v vsakem trenutku. Ker magnetni pretok prehaja tudi skozi sekundarno navitje, se tudi tam po istem zakonu inducira

napetost:

Φ⋅⋅⋅= 22 Nf44,4E ⇒ U2 ≅ E2

EE

UU

f Nf N

NN

p1

2

1

2

1

2

1

2

4 444 44

= =⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅

= =,,

ΦΦ

p - prestava transformatorja

Obremenitev transformatorja

N1 N2U1

I10

E1 E2

120Φ

1Φ Zbr

I221Φ

21Φ U2

+ I1

12Φ+

Shema delovanja transformatorja pod obremenitvijo

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Trifazna izvedba transformatorja

80

Ko na sponke sekundarnega navitja priključimo breme, bo inducirana napetost pognala skozi breme sekundarni bremenski tok:

IEZ

UZbr br

22 2= =

Tok I2 teče tudi skozi sekundarno navitje, zato bi ta skupaj z ovoji povzročil nek dodatni magnetni pretok. Magnetni pretok mora zaradi konstantne primarne inducirane napetosti ostati nespremenjen, zato bo transformator iz mree potegnil bremenski tok I′1 , da bo ta dodatni magnetni pretok skupaj z ovoji N1 uničil. Magnetna pretoka se bosta uničevala, če bo dodatni primarni magnetni pretok enak sekundarnemu:

I N I N1 1 2 2, ⋅ = ⋅

Tok I′1 je pri nazivni obremenitvi dosti večji od toka praznega toka Im, zato lahko tok Im zanemarimo.

I I m1

, > I I I Im1 1 1= + =, , ⇒ I I1 1= .

Sledi:

I N I N1 1 2 2⋅ = ⋅ ⇒ II

NN

2

1

1

2=

Kaj je z močjo?

P U I UNN

INN

U I2 2 2 12

11

1

21 1= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅

Moč je na obeh staneh enaka (izgube niso upotevane!). 2.6.1.2 Izvedbe transformatorjev • Trifazni transformator

Uporabljamo jih za transformacijo trifaznih napetosti. V Evropi imajo trifazni transformatorji tri stebre, na vsakega od njih pa sta namečena primarno in sekundarno navitje. V Ameriki pa uporabljajo tri enofazne transformatorje, vendar vedno bolj uvajajo uporabo trifaznih.

Shema evropske izvedbe konstrukcije trifaznega transformatorja

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Posebne izvedbe transformatorjev

81

• Posebne vrste transformatorjev

Avtotransformator: Ima samo eno navitje, katero ima glede na velikost izhodne napetosti izveden odcep na sekundarno stran. Najdemo ga v enofazni in trifazni izvedbi. Imenujemo ga tudi varčni transformator, saj smo z njim prihranili na materialu, ker imamo eno navitje manj. Njegova glavna slabost je, da ga ne moremo uporabiti tam, kjer moramo galvansko ločiti dva električna kroga, saj avtotransformator tega ne omogoča. Zato je njegova uporaba dokaj omejena in se uporablja predvsem v prehodnih transformatorskih postajah. NI galvanske ločitve!

I 1

U1

ZU2

I2

N2

N1

Shematski prikaz vezave navitja pri avtotransformatorju

• Merilni transformator: Razlikujemo tokovni in napetostni merilni transformator. Tokovni ima na primarnem navitju običajno samo en ovoj, na sekundarni pa več. Primarni ovoj predstavlja e vodnik katerega velikost ali obliko toka elimo nadzirati. Uporabljamo ga pri klečnih merilnikih izmeničnega toka, pri galv. ločenih meritvah toka, za meritev trenutnih vrednosti toka, pri FID stikalih in podobnih napravah. Napetostni ima določeno prestavno razmerje, ki omogoča prestavi sorazmerno zvievanje ali znievanje izmenične napetosti. Napetostne lahko uporabimo tudi kot transformatorje upornosti (impedance), le da se upornost transformira s kvadratom prestavnega razmerja (prilagoditev impedance). V visokonapetostni tehniki se uporabljata tokovni in napetostni merilni transformator, ki omogočata uporabo nizkonapetostnih instrumentov v ta namen .

• Regulacijski transformatorji (variaki): To so avtotransformatorji z drsečo izvedbo odcepa, ki omogoča v obsegu napajalne poljubno nastavitev napetosti na izhodu. Uporabljamo jih tam, ker elimo imeti zvezno nastavljivo napetost oz. pri različnih obremenitvah na izhodu vedno isto napetost. Da to zagotovimo, imamo več odcepov na primarni strani (± 2,5%, ± 5%, ± 7,5% . Un).

Ni galvanske ločitve!!! • Ločilni transformatorji: To je pomembna vrsta transformatorja v elektroniki in krmiljih. Njegova

osnovna naloga je predvsem galvanska začita porabnikov, zato je prestava lahko tudi 1. Jedro taknega transformatorja mora biti ozemljeno.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Asinhronski elektromotorji

82

2.6.2 ASINHRONSKI ELEKTROMOTORJI Splono

Asinhronski stroji se izdelujejo kot: - enofazni (za moči do 2 kW). - trifazni (za večje moči) in

Asinhronski motor sestavljata dva osnovna sestavna

dela: - mirujoči stator z faznimi navitji in - vrteči se rotor s kratkostično kletko.

Med statorjem in rotorjem je zračna rea debeline (0,3 - 1,5) mm. STATOR: Sestavljen je iz eleznega paketa, ki ga obdaja ohije. Na notranji strani so utori, kamor so vloena navitja. ROTOR: Sestavljen je iz paketa lamelirane dinamo pločevine nasajenega na gredi. Lameliran paket ima v utorih po obodu zalite »palice« iz aluminija, ki so na obeh straneh med sabo povezane z dvema obročema tako, da predstavlja takno paličasto navitje kratkostično kletko.

2.6.2.1 Enofazni asinhronski elektromotor

(gradivo v pripravi)

Izgled kratkostične kletke (brez lameliranega jedra)

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Trifazni elektromotor

83

2.6.2.2 Trifazni asinhronski elektromotor

Zamisel trifaznega asinhronskega motorja temelji na ideji vrtilnega magnetnega polja.

Shematski prikaz trifaznega motorskega sistema

Glede na to, da so statorska navitja namečena med sabo fizično pod kotom 120º in da so tudi

napetosti med sabo premaknjene za 120º, nastane vrtilno polje, ki se vrti sorazmerno frekvenci napetosti. Ko priključimo statorjevo navitje trifaznega asinhroskega motorja na mreo izmenične napetosti, stečejo po navitjih trije magnetilni tokovi, ki ustvarjajo magnetne pretoke. Ti magnetni pretoki inducirajo v navitju statorja napetosti E = B . v . l, ki so v ravnoteju s pritisnjenimi napetostmi.

Vrtilno magnetno polje »seka« rotorsko navitje ( kratkostična kletka) , v kateri se inducirajo izmenične napetosti, ki poenejo kratkostični tok. Pojavi se magnetno polje ki nasprotuje rotirajočemu, zato se rotor zavrti Vendar pa, rotor pri tem ne dosee enakega tevila vrtljajev, kot ga ima statorjevo vrtilno magnetno polje. Če bi rotor dosegel enako tevilo vrtljajev, to je sinhronsko tevilo vrtljajev (ns), bi rotorjeve palice ne sekale magnetnega polja, v rotorskem navitju se ne bi inducirala napetost, ne bi stekel tok, ne bi bilo sile na tokovodnik in rotor se ne bi zavrtel. Zato imenujemo tak motor asinhronski motor, saj se vrti z asinhronskim tevilom vrtljajev. Če rotorju ne bi dopustili vrtenja (bi ga zavrli), bi inducirani tokovi greli navitja, ki bi pregorela. V

tem primeru deluje asinhronski motor kot transformator s kratko sklenjenim navitjem. Ko motor mehansko obremenimo, se vrti počasneje. V njegovih palicah se inducira večja napetost,

poveča se tudi tok in z njim moment - bolj vleče.. Pravimo, da ima asinhronski motor padajočo karakteristiko.

Zaostajanje hitrosti vrtenja rotorja za hitrostjo vrtenja statorjevega vrtilnega polja imenujemo slip:

sn n

ns

s=

−⋅100 , kjer pomeni:

slip

s sinhronsko tevilo vrtljajev - tevilo vrtljajev vrtilnega magnetnega polja (min-1)

tevilo vrtljajev rotorja (min-1) Slip asinhronskih motorjev je v praznem teku največ 0,5 do 1%. Pri normalni obremenitvi manjih

asinhronskih motorjev je slip (3 - 8) %, pri večjih asinhronskih motorjih je slip (1 -3) %.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Krmiljenje vrtljajev

84

Ker stator motorja ustvarja magnetno vrtilno polje, jemlje iz mree magnetilne tokove, ki so jalovi in s tem slabajo cos ϕ motorja in omreja.

Smer vrtenja motorja spremenimo tako, da spremenimo smer vrtenja vrtilnemu magnetnemu polju, ker vemo, da se rotor vrti v isto smer, kot se vrti vrtilno magnetno polje. To doseemo tako, da zamenjamo dve poljubni fazi med seboj.

Povezava sinhronskega tevila vrtljajev, tevila polov in frekvence je definirana z e poznano

enačbo:

pf60n s

⋅=

tevilo polov Asinhronsko t. vrtljajev Sinhronsko t. vrtljajev

2 2900 3000 4 1440 1500 6 960 1000 8 720 750

2.6.2.3 Regulacija tevila vrtljajev asinhronskih motorjev

Zelo pogosto nastopi pri pogonih električnih strojev in naprav potreba, da reguliramo vrtljaje. Osnova za poznavanje fizikalnih lastnosti veličin, ki vplivajo na vrtljaje je dana z enačbo za sinhronsko tevilo vrtljajev ASM.

pf60n s

⋅= [ ](min)vrtljaji

a) Regulacija vrtljajev s spremembo tevilo polov

Iz enačbe: p

f60ns⋅= vidimo, da lahko na vrtljaje vplivamo s spremembo tevila polov. tevilo

polov lahko motorju spreminjamo kar med obratovanjem in sicer z dvema ločenima navitjema, izmed katerih je vsako dimenzionirano na svoje tevilo polov. V tem primeru vrtljaji med sabo niso odvisni. (PRIMER: stari pralni stroji).

Vsi ukrepi spreminjanja tevila polov so izvedeni na statorski strani. Rotor je torej lahko izveden s

kratkostično kletko. Sprememba tevila polov za reguliranje vrtljajev je način, ki ga opučamo. Srečujemo ga, le e v starih sistemih v opučenih pralnih strojih.

Primer: Dahlanderjeva vezava za preklop iz enega tevila polov na drugo tevilo polov z enim navitjem.

Dahlanderjeva vezava za preklop iz enega tevila polov na drugo tevilo polov z enim navitjem

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Frekvenčni pretvornik

85

b) Regulacija tevila vrtljajev s spremembo frekvence Če spremenimo frekvenco napajalni napetosti, se s tem spremeni tevilo vrtljajev ASM

(ns = p

f60 ⋅ ).

FREKVENČNI PRETVORNIK

e nekaj časa obstajajo noveji pristopi pri reguliranju frekvence. Najbolj je pri tem opazen vpliv

uporabe elektronike v energetiki. Najpogosteje sta v rabi:

− frekvenčni pretvornik in − vektorski regulator.

Frekvenčni pretvornik: je elektronska naprava, ki je priključen na napajalno napetost frekvence 50

Hz. To napetost usmerimo v enosmerno napetost, jo preusmerimo nazaj in ji določimo novo frekvenco. Zgradba frekvenčnih pretvornikov je v osnovi enaka, zmogljivosti pa so različne. Razlikujejo se po zmonosti regulirane frekvence in po delovni moči motorja.

Osnovna blokovna shema frekvenčnega pretvornika:

Blokovna shema napajanja 3f elektromotorja preko frekvenčnega pretvornika Prednosti frekvenčnega pretvornika so v cenovni dostopnosti, lahko pa mu programiramo tevilo

vrtljajev in s tem tudi optimiramo zagonske lastnosti. Podrobneje so frekvenčni pretvorniki obravnavani v poglavju močnostne elektronike (7).

Ostale glavne lastnosti frekvenčnega pretvornika so: − popolnoma mehki zagon motorja brez tokovnih sunkov, − zagon s konstantnim tokom, − popolna regulacija tevila vrtljajev.

VEKTORSKI REGULATOR Je navidezno in funkcionalno podoben frekvenčnemu pretvorniku.Navaden frekvenčni pretvornik

deluje na principu krmiljenja, kar pomeni, da se izhodna vrednost lahko spreminja krmili, vendar ta s spremembo ne vpliva na vhod. Če pa se elektromotorju vrtljaji zniajo zaradi bremena, se vhod na te spremembe ne bo odzval. Pri vektorskem regulatorju pa s spremembo izhodne veličine z negativno povratno regulacijsko vezavo vplivamo na vhod in tako reguliramo izhodne vrtljaje. Na ta način ohranimo vedno konstantno nastavljene vrtljaje. V praksi moramo najprej oceniti, kdaj je smiselno uporabiti navaden in kdaj vektorski regulator.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Frekvenčni pretvornik

86

2.6.2.4 Zagoni asinhronskih motorjev Elektromotorje lahko zaganjamo na več načinov. V odvisnosti od moči motorja in velikosti

gnanega bremena poznamo: - direktni zagon, - stopenjski zagon in - mehki zagon.

Zaradi velikega tokovnega sunka je direktni zagon najhitreji, a najbolj neugoden. Stopenjski

zagon je počasneji in povzroči več manjih tokovnih sunkov. Mehki zagon imamo takrat, ko je zagon podaljan in zagonski tok poljubno omejen (zagonski tok je lahko celo konstanten).

a) Direktni zagon V trenutku zagona priključimo motor na nazivno napetost, pri

tem steče zagonski tok, ki je od 3-7 krat večji od nazivnega. Zagonski moment je od 2- 4 krat večji od nazivnega.

b) Stopenjski zagon Izvrimo ga v dveh ali več stopnjah. Značilen primer

dvostopenjskega zagona je stikalo zvezda-trikot. Večstopenjsko pa lahko zaenemo motor z vključevanjem statorskih in rotorskih naprav.

Zagon s stikalom zvezda-trikot je zagon z zniano napetostjo. Motor priključimo najprej v vezavo zvezda (statorjeva navitja) na nazivno napetost. Napetost na navitjih v vezavi zvezda je 230V. Ko dosee motor 80 % nazivnih vrtljajev, preveemo statorska navitja v trikot (∆) vezavo (ročno ali s samodejno s časovnim relejem). V vezavi ∆ je napetost na navitju 400V. Razlika je tudi v toku in momentu.

Tok je v vezavi zvezda 3 × manji kot v ∆, prav tako je v zvezdi 3 × manji moment. Zelo pogost je zagon s klasičnim stikalom zvezda-trikot, ki ga odlikuje solidna cena. V industriji pogosto uporabljamo daljinski vklop zvezda-trikot s pomočjo kontaktorjev in časovnega releja.

c) Zagon s pomočjo tiristorjev Noveji pristop pri zaganjanju

elektromotorjev predstavljajo tako imenovani polprevodniki kontaktorji, ki jih predstavljajo tiristorji v ustrezni vezavi. S tem bomo preko elektronike omejevali statorski tok. Ena monost je, da omejujemo tok samo v eni fazi (za manje motorje), druga monost pa je omejevanje toka v vseh treh fazah (za večje motorje).

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Elektromotorji s kolektorjem

87

2.6.3 ELEKTROMOTORJI S KOLEKTORJEM

2.6.3.1 Elektromotor za enosmerno napetost

Poenostavljen shema dvopolnega enosmernega elektromotorja Enosmerni stroj je sestavljen iz statorja in iz rotorja. Stator je mirujoči del stroja in je sestavljen iz

statorskega jarma, polov, ki so nanj fiksirani in iz polovih čevljev. Stator je iz masivnega eleza (enosmerno vzbujanje). Na pole je navito vzbujalno navitje. Oblika polovih čevljev je takna, da lei cel rotor v magnetnem polju. Rotor je iz lameliranega eleza. Po obodu so izdelani utori v katere je vstavljeno glavno navitje ali navitje kotve. Navitje kotve je sestavljeno iz večjega tevila tuljav, katerih odcepi so vezani na lamele. Bakrene lamele so med sabo izolirane in sestavljajo kolektor, ki je nasajen na os rotorja.

Komutatorski del enosmernega stroja Na ohije statorja so preko fiksiranih vodil namečene četke, ki drsijo po kolektorju. Sklop

kolektor - četke imenujemo komutator.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Kolektorski motor za enosmerno napetost

88

Delovanje enosmernega motorja Enosmerni motor temelji na principu sile na tokovodnik. Če v magnetno polje trajnega magneta

poloimo palico, skozi katero teče el. tok, se le ta odkloni. Smer odklona določimo po pravilu leve roke. Velikost sile je določena z e znano enačbo:

F B I l= ⋅ ⋅ (N)

S spremembo smeri toka v vodniku ali spremembo polaritete magnetnega polja doseemo

spremembo smeri odklona vodnika.

Delovanje motorja je posploeno na tuljavi, ki je na koncih priključena na lamele na rotorski osi, ki tvorijo kolektor. Rotorskih tuljav je več in napetost na četkah poene skozi rotorske palice enosmeren tok preko lamel. Tako deluje na tuljave sila na tokovodnik. Ta sila deluje pod severnim in junim polom tuljave in rotorska tuljava to občuti kot moment. Zato se rotor zavrti.

Skozi tuljavo v rotorju teče električni tok in ta tuljava se nahaja v močnem magnetnem polju, ki ga povzroča stator. Na rotorsko tuljavo deluje tokovna sila:

F B I l= ⋅ ⋅ (N) Tuljava ima svoj začetek in konec in nanjo bo deloval par sil. Tako se bo ustvaril vrtilni moment M, ki bo rotor zavrtel:

DF2DF

2DFM ⋅=⋅+⋅= (Nm)

D premer rotorja (m) Ko pride tuljavica v nevtralno cono, nanjo ne deluje sila (B = 0), vendar se zaradi vztrajnosti momenta zavrti naprej. Ko tuljavica preide nevtralno cono, se zamenjata lameli pod četkama in se spremeni tudi smer toka, zato je smer sile in vrtilnega momenta nespremenjena.

Regulacija tevila vrtljajev enosmernega motorja

Mnogo je primerov pogonov izvedenih z enosmernimi motorji, ko nastopi potreba po regulacija vrtljajev. S katerimi veličinami lahko vplivamo na vrtljaje, je lepo razvidno iz enačbe za inducirano napetost:

nkE gle ⋅Φ⋅= ⇒ gle

čaa

gle kURIU

kEn

Φ⋅∆−⋅−

=Φ⋅

=

Iz izpeljane enačbe sledi, da lahko vrtljaje spreminjamo na tri načine: - s spremembo priključne napetosti na sponkah motorja (U), - s spremembo padca napetosti (∆U), - s spremembo vzbujalnega fluksa (Φgl).

Način delovanja enosmernega motorja

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Kolektorski motor za enosmerno napetost

89

a) Regulacija z impulzno irinsko modulacijo PWM Impulzno-irinska regulacija vrtljajev je v novejem času najpogosteje uporabljena. Način delovanja temelji na tem, da stikalni tranzistor napaja motor impulzno. Od razmerja impulz/pavza je odvisna srednja vrednost napetosti na motorju in posredno tudi vrtljaji oz. moment. V praksi srečamo ta način v pogonih pisarnike tehnologije, akumulatorsko napajano el. orodje, el. viličarji, invalidski vozički, roboti,. b) Regulacija s spremembo priključne napetosti na sponkah motorja

Ta način reguliranja vrtljajev je zelo ugoden, saj lahko vrtljaje spreminjamo od nič pa do nazivnih vrtljajev. Potrebujemo vir enosmerne napetosti, ki je lahko enosmerni generator ali krmiljen tiristorski usmernik, ki ga napajamo z izmenično mreo. Če večamo priključno napetost od nič do nazivne vrednosti, se bodo tako spreminjali tudi vrtljaji pod pogojem, da je motor nazivno vzbujen. Ko je motor vzbujen z nazivnim fluksom, je električni moment, s katerim lahko dela motor enak nazivnemu in ni odvisen od vrtljajev:

naglm MIkM =⋅Φ= c) Regulacija s spremembo padca napetosti Padec napetosti v rotorskem tokokrogu doseemo tako, da v rotorski tokokrog vključimo ohmski upor. Na uporu nastane padec napetosti in je napetost na rotorskem navitju manja od pritisnjene. Tako je manje tudi tevilo vrtljajev. Pri vključevanju upora v rotorski tokokrog moramo paziti, da pri vzporedno in meano vzbujanem generatorju ne oslabimo vzbujalnega fluksa. Prednost tega načina reguliranja vrtljajev je, da lahko upore za reguliranje uporabimo tudi za zagon motorjev. d) Regulacija s spremembo vzbujalnega fluksa Tudi na ta način je mono regulirati vrtljaje in sicer tako, da vzbujalni fluks zmanjujemo. Pri tuje vzbujanih, paralelno vzbujanih in kompaudiranih motorjih večamo upornost vzbujalnega tokokroga in tako zmanjujemo fluks. Pri serijskih motorjih pa priključimo upor paralelno z vzbujalnim navitjem. Pri regulaciji fluksa ne smemo pozabiti, da se zmanja moment, s katerim lahko motor trajno dela, če zmanjujemo fluks:

aglm IkM ⋅Φ⋅= ↓↓

Zaviranje z enosmernimi motorji V nekaterih motorskih pogonih morajo enosmerni motorji tudi zavirati (spučanje bremena, vonja navzdol ). Poznamo tri načine zaviranja: - generatorsko zaviranje, - uporovno zaviranje in - protitočno zaviranje. a) Generatorsko zaviranje Če se tevilo vrtljajev enosmernega motorja toliko poveča, da postane inducirana napetost večja od pritisnjene, dela enosmerni stroj kot generator. Tako pretvarja mehansko energijo v električno in pri tem zavira. Zavorni moment je tem večji, čim večji je tok oziroma čim večje je tevilo vrtljajev. Na ta način ne morejo zavirati enosmerni motorji z zaporednim vzbujanjem. Omejitev pri tem zaviranju je, da ne moremo zavirati do končne ustavitve stroja.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Kolektorske izvedbe za izmenično napetost

90

b) Uporovno zaviranje Pri uporovnem zaviranju odklopimo stroj iz omreja, na njegovi sponki priključimo ohmski upor, vzbujalno navitje pa na tuji vir. V tem primeru dela stroj kot tuje vzbujan generator. Tak generator pretvarja mehansko energijo v električno, ta pa se porabi za segrevanje stroja in pri tem zavira. Tudi pri tem zaviranju ne moremo zavirati do končne ustavitve stroja. c) Protitočno zaviranje To zaviranje nastane, kadar ene breme rotor v nasprotno smer, kot je določeno z vezavo navitja. V taki situaciji moramo v rotorski tokokrog vključiti dodaten ohmski upor, pri čemer moramo paziti, da motor ne pride v kratek stik. Tak primer bi nastal, če bi vzbujalno navitje odklopili, motor pa bi ostal priključen na električno omreje.

2.6.3.2 Kolektorski motorji za izmenično napetost a) Enofazni zaporedni kolektorski motor Enofazni zaporedni kolektorski motorji se zelo veliko uporabljajo v gospodinjstvih, zdravstvu, obrti in povsod tam, kjer uporabljamo motorje majhnih moči (5 300 W). Normalne izvedbe imajo vrtljaje 1500 vrt/min, obstajajo pa celo izvedbe z 20000 vrtljaji ali pa e več. Posebnost teh motorjev je tudi izvedba za zelo velike moči, saj jih v nekaterih dravah uporabljajo za električno vleko (do 1 MW). Sestava izmeničnega kolektorskega stroja je najlepe vidna iz slike priključka na izmenično omreje. Glavno vzbujalno navitje (D1, D2) je vezano zaporedno z navitjem kotve (A1, A2). V glavni tokokrog sta vključeni e kompenzacijsko navitje (C1, C2) in navitje pomonih polov (B1, B2). Pri izmeničnih kolektorskih motorjih je kompenzacijsko navitje veliko bolj potrebno, kot pri enosmernih, zato ga imajo vsi motorji moči nad 500 W. Glavni fluks je tokrat izmeničen, zato je potrebno lamelirati tudi stator, ki je pri enosmernem vzbujanju lahko bil masiven (zaradi vrtinčnih tokov). Ko motor priključimo na izmenično napetost, steče izmenični tok, ki povzroči izmenično pulzirajoče magnetno polje. Posledica je tokovna sila, ki zavrti rotor. Ko se v naslednji polperiodi spremenita smeri toka in vzbujalnega fluksa, ostane smer vzbujalnega momenta nespremenjena:

aglmaglm Ik)I()(kM ⋅Φ⋅=−⋅Φ−⋅=

Tako deluje električni moment vedno v isti smeri in poganja rotor. Dokler elezo ne pride v nasičenje, je vrtilni moment premo-sorazmeren s kvadratom toka kot pri enosmernem motorju, zato je podobna tudi zunanja karakteristika. Ugotavljamo, da ima enosmerni zaporedni kolektorski motor tipične lastnosti zaporednih enosmernih motorjev: - ima mehko zunanjo karakteristiko, - v praznem teku lahko pobegne, - ima velik zagonski moment in - pri konstantnem bremenskem momentu lahko vrtljaje spreminjamo s spreminjanjem priključne

napetosti.

U~

(D1)

(D2)

(C1)(C2) (B1)(B2)

Ra

Φ gl

(A1) (A2)

Vezava zaporednega kolektorskega stroja

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Univerzalni elektromotor

91

b) Univerzalni motor Univerzalni motor je dobil ime po svoji resnični univerzalnosti, to je monosti priključitve na enosmerno in izmenično napetost. Stator in rotor sta zaradi monosti izmeničnega fluksa lamelirana. Sicer ima stroj kot običajni kolektorski stroj rotorsko navitje, na statorju pa imamo oblikovana izraena pola, kamor namestimo vzbujalno navitje, ki je razdeljeno na dve enaki polovici. Take motorje izdelujejo izključno kot dvopolne brez kompenzacijskega navitja in pomonih polov za manje moči (nekaj 10 W do največ 100 W ali nekaj več). Takni motorji manjih moči imajo teave pri komutaciji, ki jih lahko odpravimo s premikom četk. Teava je le v tem, da se lahko ti motorji potem uporabljajo le za eno smer vrtenja. Prednost take izvedbe pa je, da jo lahko uporabimo za večjo moč priblino do 1000 W ali nekaj več. Univerzalni motorji največkrat nimajo lastnega ohija, ampak so vgrajeni v delovni stroj. Izdelujejo jih za vrtljaje 1500 do 40000 vrt./min, uporabljamo pa jih za sesalnike, male gospodinjske aparate, ročno električno orodje in predvsem tam kjer je potrebno veliko tevilo vrtljajev. Univerzalni motorji imajo podobne lastnosti na enosmernem in izmeničnem omreju razlike niso velike. Ob predpostavki, da sta efektivni vrednosti izmenične napetosti in toka enaki enosmerni napetosti oz. toku, bo imel motor pri enaki obremenitvi na izmeničnem omreju nekoliko manje vrtljaje:

ϕ⋅= − cosnn ~ Če elimo, da ima motor enake vrtljaje v enosmerni in izmenični mrei, moramo ob enosmernem napajanju povečati tevilo ovojev vzbujalnega navitja. Dejstvo pa je, da univerzalne motorje priklapljamo v glavnem na izmenično napetost. Problema pobega pri univerzalnih motorjih ne poznamo, ker so mehanske izgube dovolj velike, da omejijo vrtljaje na določeno vrednost, saj znaajo 15 20 % moči motorja. Regulacija tevila vrtljajev je mona. Običajno jo izvajamo s preduporom in je tako napetost na motorju manja od priključne.

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Priklopi električnih naprav

92

2.7 PRIKLOPI ELEKTRIČNIH NAPRAV

2.7.1 OZNAČEVANJE PRIKLJUČNIH SPONK RELEJEV IN KONTAKTORJEV

Na osnovi Mednarodne elektrotehnične komisije IEC je večina drav uskladila sistem označevanja sponk za osnovne električne aparate. Sponke lahko označujemo na več načinov:

- z namestitvijo, - z barvami, - z grafičnimi simboli in - s črkovno tevilčnimi označbami.

Označevanje bimetalnih relejev:

tevilka 9 je rezervirana za bimetalni rele.

Označevanje bimetalnih relejev Pri kontaktorjih uporabljamo črkovno tevilčne označbe.

Označevanje vzbujalnih tuljav:

Načinio značevanja vzbuevalnih tuljav a - tuljava z enim navitjem b - tuljava z odcepom c - tuljava z dvema navitjema Označevanje sponk glavnih kontaktov:

Označevanje sponk glavnih kontaktov Sponke glavnih kontaktov označujemo z enomestnimi lihimi tevili z leve proti desni. Pripadajoča

sponka nekega kontakta (pola) je označena z ustreznim naslednjim sodim tevilom. Sponke pomonih kontaktov označujemo z dvomestnimi tevili, ki so sestavljena iz tevila, ki

označuje funkcijo - delovanje kontakta (desna tevilka) in tevila, ki označuje razvrstitev kontakta (leva tevilka).

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Risanje in označevanje el. shem

93

Označevanje sponk glede na funkcijo:

a - izklopni (mirovni) kontakt b - vklopni (delovni) kontakt c - preklopni kontakt tevilki 1 in 2 uporabljamo za izklopne kontakte, 3 in

4 pa za vklopne kontakte. Motorski kontaktor: Glavni kontakti: zgoraj: 1- 3 - 5 spodaj: 2 - 4 - 6

Krmilni kontaktor: Zapiralni kontakti: 11 - 12 in 21, 22 Odpiralni kontakti: 33 - 34

2.7.2 POMEMBNEJI SIMBOLI V STIKALNI TEHNIKI

Stikalo

Izklopni kontakt, ki deluje pri neposrednem toplotnem vplivu (bimetal)

Vklopna tipka (črne ali zelene barve)

Vklopni kontakt, ki deluje pri neposrednem toplotnem vplivu (bimetal)

Izklopna tipka (gobasta izvedba - rdeča)

Varovalka

2.7.3 RISANJE NAČRTOV V STIKALNI TEHNIKI

Projektanti, konstruktorji, kontrolorji in monterji morajo poznati naslednje načrte: - enopolni načrt, - tripolni načrt, - shemo krmilnih tokokrogov (princip shema ali shema delovanja), - vezalni načrt in - montani načrt.

Enopolni in tripolni načrti so uporabni za projektante, princip shema nam določa pogoje krmiljenja in je osnova za preizkuanje krmilnega vezja. Vezalni načrt uporabljajo monterji pri izdelavi ičnih povezav med elementi, medtem ko montani načrt določa, kako razmestiti elemente v elektro omaricah, napravah ali strojih.

Za nae področje uporabe sta najbolj zanimiva tripolni načrt glavnih tokokrogov in princip shema krmilnih tokokrogov.

Označevanje sponk glede na funkcijo

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Krmiljenje naprav preko stikal

94

2.8 KRMILJENJE ELEKTRIČNIH NAPRAV

2.8.1 ROČNO KRMILJENJE NAPRAV PREKO STIKAL

Princip shema

Tripolni načrt

Opis delovanja Ko ročno vklopimo stikalo S1 (poloaj 2), se skleneta kontakta 13,14 in steče tok skozi tuljavico

kontaktorja K1M. Breme dobi preko glavnih kontaktov omreno napetost. Ob izključitvi stikala (poloaj 1) se glavni kontakti razklenejo in prekinejo napajanje bremena. V primeru preobremenitve kontakt bimetalnega releja (95, 96) prekine napajanje kontaktorja in s tem povzroči izklop motorja. Ker pa je stikalo e vedno v poloaju vklop, moramo imeti B. R. s samozaporo, saj bi v nasprotnem primeru po ohladitvi bimetala prilo do samodejnega vklopa.

2.8.2 DALJINSKO KRMILJENJE KONTAKTORJA Z DVEMA TIPKALOMA

Princip shema

Opis delovanja V narisanem poloaju S1 in S2 K1M ni

vzbujan (motor se ne vrti). Ko pritisnemo na vklopno tipko S2, steče tok preko vzbujalne tuljavice do KM1 in motor se zavrti. Istočasno se vklopi pomoni kontakt K1M (13, 14), ki mu pravimo samodrni kontakt. Ko tipko S2 izpustimo, ostane kontakt K1M (13, 14) vklopljen in se s tem motor e naprej vrti. Motor lahko izključimo samo preko izklopne tipke S1 ki ob pritisku razklene kontakte (1, 2).

VS Velenje Elektromehanski elementi in sistemi Krmiljenje naprav preko tipkal

95

2.8.3 DALJINSKO KRMILJENJE KONTAKTORJA Z VEČ TIPKALI

V narisanem poloaju S1 in S2 K1M ni vzbujan.

Ko pritisnemo eno od vklopnih tipk (S2 ali S4), steče tok preko vzbujalne tuljavice in kontaktor je vzbujan in istočasno se sklene samodrni kontakt (13, 14). Ko tipki S2 ali S4 spustimo, ostane kontaktor e naprej vzbujan. Izklop kontaktorja doseemo s pritiskom na izklopno tipko S1 ali S3.

Tudi za ta primer je tripolna shema enaka, kot je bila v predhodnih dveh primerih.

Krmiljenje smeri trifaznega elektromotorja levo - desno

Tovrstna krmiljenja uporabljamo npr. za spreminjanje smeri vrtenja pri trifaznih asinhronskih motorjih.

Za narisani poloaj se elektromotor ne vrti, ker najprej noben kontaktor ni vzbujan. Ko pritisnemo tipko S2, se sklene tokokrog preko vzbujalne tuljavice K1 in motor se zavrti v eno smer. Ker je kontaktor vzbujan, se je vklopil samodrni kontakt K1 (13, 14) in izklopil pomoni izklopni kontakt K1 (21, 22). Kontaktor K1 lahko izklopimo preko izklopne tipke S1 in s tem se pomoni kontakti K1 (13, 14) in K1 (21, 22) vrnejo v prvotni poloaj.

S pritiskom na tipkalo S3 dobi vzbujalna tuljavica kontaktorja K2 napetost in samodrni kontakt K2 (13, 14) se vklopi in istočasno izklopi pomoni izklopni kontakt K2 (21, 22). Motor se sedaj zavrti v desno. Izklopimo ga lahko preko tipkala S1.

Funkcija blokade: Ob vrtenju v desno bi eleli zamenjati smer vrtenja v levo brez predhodne izklopitve. To bi dosegli

s pritiskom na tipko S2. Tok bi stekel le do K2 (21, 22), ki je izklopljen, saj je K2 vzbujan.

Glavni tokokrogi smer-menjalnega priklopa ASM

Glavni tokokrogi smer-menjalnega priklopa ASM

2 omre”no napajanje in elektriČni stroji · 2019-03-21 · osnovna shema proizvodnje, prenosa in...

Documents